வண்ணங்களின் அறிவியல்

இந்த உலகில், ஒவ்வொரு பொருளும், ஒரு வண்ணத்தில் தெரிகின்றன. ஏன் தெரிகின்றன? நம் கண்களுக்குத் தெரியும் ஒரு சில வண்ணங்கள், மற்ற, உயிரினங்களுக்கு, வேறு வண்ணங்களாகத் தெரிகின்றனவே! ஏன்?

வானம், நீல நிறமாகத் தெரிகிறது. ஆனால், விண்வெளியிலிருந்து பார்த்தால், கருப்பு நிறத்தில் தெரிகிறது. இதற்கு, காரணம் என்ன? எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, நம்மால், நம் கண்களால், எப்படி வண்ணங்களைப் பார்க்க முடிகிறது?

வண்ணங்களைப் பற்றிப் பேசினால், இதுபோல பல கேள்விகள் உண்டாகும். அப்படி உருவாகிய கேள்விகளை, அப்படியே விட்டுவிடலாமா? அப்படி விட்டு விடக்கூடியதா மனிதனின் மூளை? வாருங்கள், தெரிந்து கொள்வோம்.
மேலே உள்ள எல்லா கேள்விகளுக்கும், உங்களுக்கு ,பதில் வேண்டுமென்றால், முதலில் நீங்கள் ஒரு அலையின் அலைநீளம் (wave length) மற்றும் அதிர்வெண் (frequency) போன்றவற்றைப் பற்றி, தெரிந்துகொள்ள வேண்டும்.

அது ஒன்றும், அவ்வளவு பெரிய விஷயமல்ல.

மைக்ரோ அலைகளோ, ரேடியோ அலைகளோ, அல்லது, ஒளி அலைகளோ, எதுவாக இருந்தாலும், கீழே காண்பிக்கப்பட்டுள்ள பாதையில்தான் செல்லும்.

கீழே உள்ளதுபோல, ஒளி அலையானது, மேலும் கீழும், ஒருமுறை,சென்று வருவதற்கான தூரமே “wave length” எனப்படும் அலை நீளம் ஆகும்.

அதிர்வெண் என்பது, ஒருவினாடியில், எத்தனை முறை, ஒரு அலையானது, மேலும் கீழும் சென்று வந்துள்ளது என்பதைக் குறிக்கும்.

அல்லது

ஒரு வினாடியில் எத்தனை, அலை நீளங்களை நிறைவு செய்துள்ளது என்பதைக் குறிக்கும்.

அதிர்வெண்ணின் அலகு, Hz (hertz) ஆகும். இவ்வளவுதான், அலைநீளம், மற்றும் அதிர்வெண் என்பது.

இப்பொழுது, அந்த கேள்விகளுக்கான பதில்களளக் காண்போம். ஒவ்வொரு பொருளும், ஒரு வண்ணத்தில், தெரிவதற்குக் காரணம் என்ன?
வெள்ளை ஒளியில், அனைத்து வண்ணங்களும் கலந்திருக்கும். இது பலருக்குத் தெரிந்திருக்கும்.

சூரியனிலிருந்தோ, அல்லது இரவு நேரங்களில் மின் விளக்குகளிலிருந்தோ, வரும், வெள்ளை ஒளியானது, ஒவ்வொரு பொருளின் மீதும் பட்டு, நம் கண்களை அடைகிறது. அப்படி என்றால், நாம் பார்க்கும் பொருள்கள் அனைத்தும் வெள்ளையாகத்தானே தெரிய வேண்டும்? ஏன் வண்ணங்கள், தெரிகின்றன?

பொதுவாக, ஒவ்வொரு பொருளும், ஒளியில் உள்ள வண்ணங்களை உறிஞ்சிக் கொள்கின்றன. ஏதாவது ஒரு வண்ணத்தைத் தவிர!.

அப்படி, உறிஞ்சிக்கொள்ளாமல், எதிரொலிக்கப்பட்ட வண்ணம் என்னவோ, அதுதான் அந்தப் பொருளின் நிறமாக, நம் கண்களுக்குத் தெரிகிறது.

ஒரு பொருள், எந்த வண்ணத்தையும் உறிஞ்சிக்கொள்ளாமல், எதிரொளித்துவிட்டால், அந்தப்பொருள் வெள்ளை நிறமாகத் தெரிகிறது. அதேபோல், எல்லா, வண்ணங்களையும் உறிஞ்சிக்கொண்டு விட்டால், அது, கருப்பு நிறமாகத் தெரிகிறது. இதுதான் காரணம்.

நம் கண்களால், எப்படி வண்ணங்களைக் காண முடிகிறது?

நம் கண்களில், Rods மற்றும் cones, என்று, இரண்டு, வகையான செல்கள் உள்ளன. வெளிச்சமற்ற, அல்லது, மிகவும் வெளிச்சம் குறைவான ஒரு அறையில், நம்மால், எந்தவொரு பொருளின் வண்ணத்தையும்,  தெளிவாகப் பார்க்க முடியாது. அது கிட்டத்தட்ட, கருப்பு, மற்றும் வெள்ளை நிறங்களிலே தெரியும். அதுவும், மிக உற்றுப் பார்த்தால் மட்டுமே…..

இவ்வாறு, இரவு நேரங்களில், நாம், பார்க்க உதவும் செல்களே , “Rods” செல்கள் ஆகும்.

வண்ணங்களைக் காண்பதற்கு “cones” செல்களே உதவுகின்றன. இவற்றில், சிகப்பு, பச்சை, மற்றும் நீலம் என, மூன்று வகையான செல்கள் உள்ளன. இவைகளே வண்ணங்களைப் பார்க்க உதவுகின்றன. ஆனால், மேலே உள்ள கூற்றுப்படி பார்த்தால், சிகப்பு, பச்சை, அல்லது நீலம், போன்ற நிறங்களை மட்டும்தானே நம்மால் காண முடியும்? அப்படியிருக்க, மற்ற வண்ணங்களை எப்படி நம்மால் காண முடிகிறது?

உதாரணமாக, ஒரு மஞ்சள் நிறமுடைய, பொருளைப் பார்ப்பதாக எடுத்துக் கொள்ளுங்கள். மேலுள்ள, மூன்று வகை செல்களை, மட்டுமே வைத்துக்கொண்டு, நம்மால், எப்படி, மஞ்சள் நிறத்தைப் பார்க்க முடிகிறது?

மஞ்சள் என்பது, சிகப்பு, மற்றும், பச்சை நிறங்களின் கலவையே ஆகும். எனவே, சிகப்பு, மற்றும், பச்சை செல்கள் ஒன்றாகச் செயல்பட்டு, அந்த, மஞ்சள் நிறத்தை உணருகின்றன. எனவே, நம்மால், மஞ்சள் நிறத்தைக் காண முடிகிறது.

இதேபோல், இந்த மூன்றுவகை Cones-செல்களும், ஒவ்வொரு நிறங்களின் அலை நீளங்களுக்கு ஏற்ப செயல்படுவதால், நம்மால், அணைத்து வண்ணங்களையும் காண முடிகிறது.

நமது தொலைக்காட்சிகளிலும், கைப்பேசிகலிளும், விதவிதமான வண்ணங்களைப் பார்ப்பதற்குக் காரணமும், இந்த மூன்று நிறங்கள் தான். ஒவ்வொரு தொலைக்காட்சி, அல்லது கைப்பேசியின் திரையிலும், இந்த மூன்று வண்ணங்களும் உள்ளடக்கியவாறு, பல்வேறு “படப்புள்ளிகள்” எனப்படும் pixel-கள் இருக்கும். இவை, ஒன்றாக மற்றும், சரியாகச் செயல்படுவதாலே, நம்மால் பல்வேறு வண்ணங்களைப் பார்க்க முடிகிறது. தொலைக்காட்சித் திரையின் மீது, தண்ணீர் தெளித்துப் பார்த்தால், அந்த Pixelகளை உங்களால், பார்க்க முடியும்.

சில வண்ணங்கள், அவைகளுக்கு வேறு நிறங்களாகத் தெரியும். Cones செல்களே இல்லாத, உயிரினங்களுக்கு, கருப்பு மற்றும் வெள்ளை, நிறங்கள் மட்டுமே தெரியும்.

வானத்தின் நீல நிறத்திற்குக் காரணம் என்ன? சூரியனிலிருந்து, வெள்ளை ஒளிதானே வருகிறது. அப்படியிருக்க, வானம், ஏன், வெள்ளையாகத் தெரியவில்லை?
வெள்ளை ஒளியில் ஏழு வண்ணங்கள் உள்ளன. இது நமக்குத் தெரிந்ததே.

அந்த ஏழு வண்ணங்களில், ஊதா நிற ஒளிக்கு, அலைநீளம் குறைவாக உள்ளது. மேலும், சிகப்பு நிற ஒளிக்கு, அலைநீளம் அதிகம்.

பூமியின் வளிமண்டலத்தில், ஆக்ஸிஜன், மற்றும், கார்பன்-டை- ஆக்ஸைடு போன்ற வாயு மூலக்கூறுகள், அதிகமாக உள்ளன. சூரியனிலிருந்து வரும் வெள்ளை ஒளியானது, இந்த வாயு மூலக்கூறுகளின் மீது படும்போது, அனைத்து வண்ணங்களிலும் சிதறடிக்கப் படுகிறது. அதில், ஊதா மற்றும், நீல நிற ஒளிகள் அதிக அளவில் சிதறலடகின்றன.

இதற்குக் காரணம், ஊதா, மற்றும், நீல நிற ஒளிகளின் அலைநீளம் குறைவாக உள்ளது. அல்லது, அவற்றின் அதிர்வெண் (frequency) அதிகமாக உள்ளது.

நீல நிறத்தை விட ஊதா நிறம்தான் அதிக அதிர்வெண் கொண்டுள்ளது.
அப்படியிருக்க, வானம் ஊதா நிறமாகத் தானே தெரியவேண்டும். ஏன் நீல நிறமாக உள்ளது?.

இரண்டு காரணங்கள் உள்ளன.

1) சூரியனின் வெள்ளை ஒளியில், ஊதா நிறத்தை விட, நீல நிறமே, அதிக அளவில் அடங்கியுள்ளது.

2) இயற்கையாகவே, நம் கண்களுக்கு, ஊதா நிறந்தைப் திறன் பார்க்கும் திறன் குறைவாக உள்ளது.

“சூரியனின் வெள்ளை ஒளியானது, வாயு மூலக்கூறுகளால் பல நிறங்கள் சிதறடிக்கப் படுகிறது” என்பதைத்தான், “ராலே- சிதரல் விதி” கூறுகிறது.

அப்படியென்றால், விண்வெளியிலிருந்து பார்க்கும் போது, வானம், நீல நிறமாகத் தெரியாமல், கருப்பு நிறத்தில் தெரிவதற்குக் காரணம் என்ன?
விண்வெளியானது, வாயு மூலக்கூறுகள் இல்லாத வெற்றிடம் ஆகும். எனவே, சூரியனின் வெள்ளை ஒளியானது, அங்கே சிதறடிக்கப்படுவது இல்லை. எந்த நிறமான ஒளியும், சிதறடிக்கப்படாத காரணத்தினால் தான், விண்வெளியிலிருந்து பார்க்கும் போது, வானம், கருப்பு நிறத்தில் தோன்றுகிறது.

கண்ணாடியின் நிறம் என்ன?

ஒரு வெள்ளை நிற காகிதத்தை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள். தன்மீது படும் எந்த நிற ஒளியையும், உறிஞ்சிக்கொள்ளாமல், சிதறடிப்பதால் தானே, அது வெள்ளை நிறமாக உள்ளது? அதைத்தானே கண்ணாடியும் செய்கிறது? கண்ணாடி, எந்த ஒரு நிறத்தையும் உறிஞ்சிக்கொள்வதில்லை. அப்படியிருக்க, அது வெள்ளையாகத்தானே, தெரிய வேண்டும்? ஏன், அது எல்லா நிறங்களையும் எதிரொலிக்கிறது?

இதற்கான காரணம், வெள்ளை நிற காகிதமானது, தன்மீது படும் ஒளியை, அனைத்து கோணங்களிலும் சிதறடிக்கிறது. ஆனால், கண்ணாடி அப்படியல்ல.

அது, தன் மீது, ஒளியானது எந்த கோணத்தில் படுகிறதோ, அதே கோணத்தில் “ஒழுங்குபடுத்தப்பட்டு” (Polarized) எதிரொலிக்கிறது.

மேலும், தன்மீது படும், ஒவ்வொரு வண்ணத்தையும், சிதறடிக்காமல், அப்படியே எதிரொலித்து விடுகிறது.
இதனால்தான் காண்ணாடியை, நாம் பார்க்கும் போது, நம்மை அது எதிரொலிக்கிறது. நம்மால், நம் உருவத்தையும், பார்க்க முடிகிறது…..